Применение антинакипных устройств на теплообменниках

При высоком содержании в воде накипеобразующих солей и продуктов коррозии расчетный режим работы теплообменников быстро нарушается. В наибольшей степени загрязнению подвержены теплообменники ГВС, в которых соли жесткости откладываются на поверхностях нагрева со стороны прохода водопроводной воды - читать далее. 

Циркуляция увеличенного расхода теплоносителя вызывает рост тепловых потерь. Тепловые потери в окружающую среду многосекционных кожухотрубных теплообменников с фланцевыми соединениями и участками неизолированных труб составляют 2% от количества энергии, транспортированного через теплообменник, которое прямо пропорционально дополнительному расходу теплоносителя. В результате расчета на основе приведенных цифр годовые потери тепла, вызванные накипью (при допустимом загрязнении), могут составить до 40 Гкал на 1 Гкал/час мощности теплообменника.

Для восстановления расчетного режима работы требуется вывод теплообменников из эксплуатации и чистка загрязненных поверхностей.

Для предотвращения загрязнения теплообменников применяются противонакипные устройства, в основу работы которых положены ультразвуковая или электромагнитная технологии.

Противонакипные устройства увеличивают период между чистками теплообменников, в результате чего уменьшаются эксплуатационные расходы на обслуживание тепловых пунктов, снижаются расход циркуляции сетевой воды в системе теплоснабжения и температура сетевой воды в обратном трубопроводе и повышается эффективность использования теплоносителя.

Основной причиной отсутствия массового внедрения противонакипных устройств на тепловых пунктах является недостаточная информированность о данном мероприятии энергоснабжающих компаний.

Профильные производственные мощности РФ в состоянии обеспечить массовое внедрение данного мероприятия, являющегося экономичным и недорогим. Кроме того, его реализация не требует какой-либо профильной подготовки специалистов.

 

Проблема: загрязнение теплообменников в тепловых пунктах.

При высоком содержании в воде накипеобразующих солей и продуктов коррозии расчетный режим работы теплообменников быстро нарушается. В наибольшей степени загрязнению подвержены теплообменники ГВС, в которых соли жесткости откладываются на поверхностях нагрева со стороны прохода водопроводной воды.

Толщина слоя накипи в 1 мм приводит к увеличению расхода теплоносителя в 3 раза. При загрязнении теплообменников снижается коэффициент теплопередачи, вследствие чего расчетная тепловая нагрузка обеспечивается только при повышенном расходе греющей сетевой воды. В результате загрязнение теплообменных поверхностей, считающееся допустимым (0,75 - 0,85), приводит к увеличению расхода теплоносителя на 25%.

Циркуляция увеличенного расхода теплоносителя вызывает рост тепловых потерь. Тепловые потери в окружающую среду многосекционных кожухотрубных теплообменников с фланцевыми соединениями и участками неизолированных труб составляют 2% от количества энергии, транспортированного через теплообменник, которое прямо пропорционально дополнительному расходу теплоносителя. В результате расчета на основе приведенных цифр годовые потери тепла, вызванные накипью, могут составить до 40 Гкал на 1 Гкал/час мощности теплообменника.

Для восстановления расчетного режима работы требуется вывод теплообменников из эксплуатации и чистка загрязненных поверхностей.

 

Для предотвращения загрязнения теплообменников применяются противонакипные устройства.

В основу работы противонакипных устройств положены ультразвуковая или электромагнитная технологии. Благодаря ультразвуку или электромагнитному полю происходят структурные изменения в растворенных солях жесткости, в результате которых твердые отложения не образуются на поверхностях оборудования.

Внедрение устройств, для предотвращения образования отложений на теплообменном оборудовании начато в России после проведения значительного количества исследовательских работ по определению эффективности применения ультразвуковой и электромагнитной технологий в большой и малой энергетике в 80-х годах.

Противонакипные устройства увеличивают период между чистками теплообменников, в результате чего уменьшаются эксплуатационные расходы на обслуживание тепловых пунктов, снижаются расход циркуляции сетевой воды в системе теплоснабжения и температура сетевой воды в обратном трубопроводе и повышается эффективность использования теплоносителя.

Противонакипные устройства могут устанавливаться на теплообменниках систем отопления и ГВС. Наибольший экономический эффект получен на многосекционных кожухотрубных теплообменниках системы ГВС за счет поддержания на расчетном уровне эффективности их работы и предотвращения роста тепловых потерь. Противонакипные устройства могут устанавливаться как на кожухотрубных, так и на пластинчатых теплообменниках.

Противонакипные устройства нашли широкое применение на теплообменниках в системах ГВС, но повсеместного применения противонакипных устройств нет.

Основной причиной отсутствия массового внедрения противонакипных устройств в тепловых пунктах является недостаточная информированность о данном мероприятии энергоснабжающих компаний.

Технических ограничений по применению противонакипных устройств в тепловых пунктах нет.

Необходимости проведения НИОКР и дополнительных испытаний в рамках рассматриваемого мероприятия нет.

Для оценки результатов работы противонакипных устройств был применен метод сравнения, в котором параметры теплообменников с установленными противонакипными устройствами сравнивались с параметрами не оснащенных АПУ теплообменников. Специалистами выбраны дополнительно 6 контрольных тепловых пунктов и образованы три комплекса по три ТП, расположенных на трех различных теплотрассах, в каждом из которых один тепловой пункт оснащен противонакипным устройством.

Обработка зарегистрированных данных выявила следующие изменения параметров работы оснащенных противонакипными устройствами и контрольных теплообменников:
- в летний период разница температур сетевой воды (DТ) на входе/выходе каждого теплового пункта, оборудованного АПУ, выше DТ в контрольных ТП, расположенных на той же теплотрассе;
- темпы снижения удельного расхода сетевой воды, после отключения ЦО в тепловых пунктах, оборудованных АПУ, выше, чем в контрольных;
- относительно аналогичного периода прошлого года произошло уменьшение удельного расхода сетевой воды в оснащенных АПУ ТП и увеличение расхода сетевой воды в контрольных ТП;
- класс точности средств измерения давления воды не позволил обнаружить отличия в перепадах давления нагреваемой воды до и после установки противонакипных устройств;
- теплообменники, установленные в оборудованных АПУ тепловых пунктах, воспринимают большую часть тепла, содержащуюся в каждой тонне теплоносителя, чем контрольные.

Установка противонакипных устройств является энергосберегающим мероприятием. В результате его реализации снижается не только потребление энергоресурсов, но и происходит снижение выбросов в атмосферу и повышается надежность системы теплоснабжения.

Применение противонакипных устройств также на пластинчатых теплообменниках позволяет получить экономию электроэнергии, потребляемой насосами для перекачки повышенных объемов теплоносителя, необходимых для поддержания температуры нагреваемой воды на выходе из загрязненных теплообменников на заданном уровне. А экономия средств на очистку теплообменных поверхностей дополняет экономический эффект применения противонакипных устройств на теплообменном оборудовании.

Профильные производственные мощности РФ в состоянии обеспечить массовое внедрение данного мероприятия, являющегося экономичным и недорогим.

Кроме того, его реализация не требует какой-либо профильной подготовки специалистов.

 

Примеры противонакипных устройств: